[发明专利]防爆膜及具有该防爆膜的锂离子电池

说明书

技术领域：

本发明涉及锂离子电池技术领域，尤其涉及一种防爆膜及具有该防爆膜的锂离子电池。

背景技术：

当容器里的气体压力达到一定值时，就需要把里面的气体释放出来，否则就有可能出现压力越来越大导致容器发生爆炸的危险，所以，在各种可能发生爆炸的密闭容器中，一般都设置有安全装置。当系统压力过高时，安全装置就能够自动将系统中过剩的介质排放到低压系统或大气中去。安全装置包括安全阀和防爆装置等，防爆膜就是防爆装置中的一种。在系统压力升高速度很快的情况下，特别是，当发生爆炸或伴随有个别震爆情况发生的放热反应时，安全阀往往来不及作用，而安全防爆膜的动作速度则比安全阀快得多。

锂离子电池是属于能量密度高的电池。对于能量密度高的封闭式电池，会使充电器的相关设备发生故障，过充电或导致其它使用不当的情况发生，在这些情况下，随着电池内部化学反应的继续，电池内部产生异常气体，导致电池内部压力过大，使电池有发生爆炸的危险。因此，锂离子电池在电池内部压力过高、保护电路失灵或过充、过放、高温等场合存在爆炸的危险，为了防止电池爆炸的发生，电池一般都设置有防爆装置。现有电池防爆装置采用以下结构：1.在组合盖板中设有铅箔、铝箔、铜箔，构成泄压安全阀；2.在铝盖板上防爆孔处焊铝箔防爆膜；在钢盖板上防爆孔处焊铜箔防爆膜。结构1的安全阀结构复杂，制造成本高，铜箔易腐蚀；结构2的防爆膜基本为平面，爆破时希望被拉裂，但组装时张力不好控制且易起皱，起爆一致性差，而且拉裂需要较大应力，并且对设备加工精度要求高，系统复杂，箔材易刺破及腐蚀，制造成本高。

发明内容：

本发明的目的就是针对现有技术存在的不足而提供一种起爆一致性好、破裂需要的应力较小、结构简单、安全性能好的防爆膜。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

防爆膜，其包括有膜片本体，膜片本体的周缘向上弯折形成Z字型弯折部，膜片本体的中部向上凸起形成凸球面，Z字型弯折部与凸球面段的结合处成夹角，凸球面段外侧设有刻痕。本发明相对于现有技术，Z字型的高度为防爆膜的拱起破裂提供了足够的空间，使得拱起部分(即凸球面)不会超出电池盖板，避免了由于电池盖板的阻挡而无法破裂的问题，不会占用盖板上的空间；Z字型弯折部与凸球面段的结合处成夹角，可以引导防爆膜的形变，以及消弱刻痕的强度，使得较小的气压强度就可以冲破防爆膜，大大提高了电池的安全性能，同时，还可以提升防爆膜的破裂一致性；凸球面段外侧设有刻痕，为防爆膜提供了破裂的薄弱区域，该刻痕通常通过冲压或激光雕刻的方式再加工形成，加工简便。

其中，所述Z字型弯折部包括上边、斜边和下边，上边与斜边切线的夹角为30～85°，当防爆膜的凸球面受力时，上边和斜边切线的在夹角为30～85°下，不会发生较大的形变，既保证了足够的空间，又保证了足够的强度；所述的下边和斜边切线的夹角为15～30°，夹角较小形成叠加，使得下边的刚度较大，可以避免防爆膜向上拱起过程中下边被拉扯而变形，提高防爆膜破裂的一致性。

所述刻痕为封闭的圆形或者椭圆形或者其它不规则形状；所述刻痕为不封闭的圆形或者椭圆形或者其它不规则形状，当刻痕位置剩余的厚度较薄时，采用不封闭的刻痕，可以避免防爆膜的凸球面断裂而落入电池电芯内。

所述刻痕的截面形状为三角形或梯形或者其它的形状。

所述Z字型弯折部与凸球面段的结合处的夹角为90～180°，可以引导防爆膜的形变，以及消弱刻痕的强度，使得较小的气压强度就可以冲破防爆膜，大大提高了电池的安全性能，同时，还可以提升防爆膜的破裂一致性。

其中本发明所述Z字型弯折部与凸球面段的结合处的夹角进一步优选为160°。

所述凸球面段的曲率半径为3～35mm。当凸球面段为平直时，需要一定量的气压才可以形成凸起，气压再继续增加时才会破裂；而本发明为了提高电池的安全性，采用凸球面段的曲率半径为3～35mm就可以实现较小的气压破裂防爆膜。

本发明还公开具有上述防爆膜的锂离子电池，它包括有电池盖板、防爆膜，电池盖板上开设有防爆孔，防爆膜由电池盖板的内侧遮盖住防爆孔，且防爆膜的周缘焊接密封固定在电池盖板的内侧表面上。

所述防爆膜周缘的内表面上焊接固定有钢圈，进一步加固防爆膜与电池盖板的连接强度。

所述钢圈与防爆膜结合的表面上凸设有凸台。